4.2.3. Система защит.

Реализует две группы защит: быстродействующие, срабатывание которых мгновенно бло­кирует привод, сбрасывает флаг состояния «Готовность 1» (READY1), отключает силовое пи­тание преобразователя, и медленно действующие, мгновенно сбрасывающие флаг состояния «Готовность 2» (READY2) при достижении порога перегрузки (перегрева) и блокирующие привод с выдержкой времени в случае, если нагрузка (температура) не снижается.

К первой группе защит относятся:

- максимально-токовая защита преобразователя;

- защита от превышения максимально допустимой температуры кристаллов IGBT;

- защита от недопустимых отклонений питающего напряжения;

- защита от аварии узла сброса энергии;

- защиты от ошибок системы управления;

Защита от замыканий во входных цепях и внутренних замыканий выпрямителя на корпус выполняется внешним автоматическим выключателем или плавкими вставками.

Максимально-токовая защита инвертора - двухуровневая. Первый уровень защиты выпол­няется программно, путем сравнения мгновенных значений тока в выходных фазах с максимально допустимыми для установленного в преобразователе IGBT-модуля. Срабатывание первого уровня защиты диагностируется установкой флага X в строке состояния пульта ручного управления. Второй уровень защиты - контроль насыщения IGBT, выполняется аппаратными средствами драйвера при возникновении режима короткого замыкания выходных фаз между собой или на «зем­лю». Диагностируется установкой флага О в строке состояния.

Защита от превышения максимально допустимой температуры кристаллов IGBT реализу­ется на основе динамической тепловой модели. Модель, работающая в масштабе реального вре­мени, выполняет расчет статических и динамических потерь и мгновенных значений перегрева кристаллов каждого из шести IGBT-ключей инвертора относительно корпуса модуля. Входными переменными модели являются мгновенные значения токов выходных фаз Iv, Iw, выпрямленного напряжения Udc, и температуры корпуса IGBT-модуля и сигналы управления, формируемые век­торным модулятором. Срабатывание защиты при достижении расчетного значения температу­ры любого из IGBT предельно допустимой величины 125°С диагностируется флагом W в строке состояния.

Защиты от недопустимого повышения и понижения напряжения выполняются по сигналу датчика в звене постоянного напряжения. Порог срабатывания защиты от повышения напряже­ния составляет 700 В. Порог срабатывания защиты от понижения напряжения и обрыва фазы со­ставляет -15%

от номинального значения напряжения питающей сети. Срабатывание диагно­стируется соответственно флагами Н и L Защита выпрямителя от импульсных сетевых пере­напряжений выполняется установленными на входе варисторами.

Защита от аварии узла сброса энергии выполняется путем контроля пределов использова­ния балластного резистора. Для корректной работы защиты должны быть установлены пара­метры подключенного резистора R бр, Р бр, Кбр, Тбр в меню «ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ/БАЛЛАСТНЫЙ РЕЗИСТОР». Срабатывание защиты диагностируется установкой флага R в строке состояния. Время выдержки до срабатывания защиты определяется по формуле:

,с (4.23)

где - текущая кратность перегрузки по мощности резистора,

U_dc - текущее значение напряжения на конденсаторах фильтра,

R_бр - сопротивление подключенного балластного резистора,

P_бр - мощность подключенного балластного резистора,

- постоянная времени модели нагрева

К_бр - нормированная кратность перегрузки (по умолчанию - 1.5)

T_бр - нормированное время действия перегрузки (по умолчанию - 30 с)

Защиты от ошибок системы управления диагностируются следующими флагами:

- отклонение напряжений питания цепей управления сверх допустимых пределов - флагом Р;

- сбой в процессорном ядре - флагом С;

- ошибка аналого-цифрового преобразователя - флагом А;

- ошибка энергонезависимой памяти - флагом М;

- ошибка тестирования датчиков тока - флагом S;

- ошибка тестирования датчика напряжения - флагом U;

- ошибка управления по сети (превышено время ожидания кадра) - флагом F;

- потеря сигнала токовой петли (1<4тА) - флагом N;

- неисправность (отсутствие) микросхемы часов реального времени - флагом Z;

- разряд батарейки питания микросхемы часов реального времени - флагом G.

Ко 2 - ой группе защит относятся:

- температурная защита преобразователя;

- температурная защита двигателя;

- время-токовая защита двигателя.

Температурная защита преобразователя выполняется по сигналам датчиков, установлен­ных в силовых модулях инвертора и выпрямителя, и настроена на максимально допустимую рабо­чую температуру. При достижении температуры корпуса любого из модулей 90°С сбрасывается флаг «Готовность 2» (READY2=0), в строке состояния пульта ручного управления отображается мигающий символ Т. При температуре 95°С привод блокируется, сбрасывается флаг «Готов­ность 1» (READY1=0), отключается силовое питание преобразователя, в строке состояния ото­бражается немигающий символ Т.